Magnus Ehingers undervisning

— Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete med mera.

Artikelindex

Sida 2 av 2

Facit

Betygsgränser

Max: 21,5
G: 6,5
VG: 13,0
MVG: 17,5

Del I. Ringa in de rätta svaren!

  1. b
  2. c
  3. c
  4. a
  5. b

Del II. Frågor som kräver fullständig lösning och (i förekommande fall) balanserade formler. Glöm inte enhet!

  1. Reaktionsformel: C + O2 → CO2

    \(n_{\text{CO}_2} = n_{\text{C}} = \frac {m_{\text{C}}}{M_{\text{C}}} = \frac {60\text{g}}{12,0\text{g/mol}} = 5,0\text{mol}\)

    \(m_{\text{CO}_2} = n_{\text{CO}_2} \cdot M_{\text{CO}_2} =\)
    \(= 5,0\text{mol} \cdot (12,0 + 16,0 \cdot 2)\text{g/mol} = 220\text{g} = 0,22\text{kg}\)

    Rätt reaktionsformel – 0,5p; rätt substansmängd CO2 – 0,5p; Rätt massa CO2 – 0,5p

  2. Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g)

    \(R = \frac {pV}{nT} = \frac {p_{\text{H}_2}V}{nT}\)

    \(p_{\text{H}_2} = p_{\text{tot}} - p_{\text{H}_2\text{O}} = 101200\text{Pa} - 2640\text{Pa} =\)
    \(= 98650\text{Pa} = 98650\text{N/m}^2\)

    \(V = 45,3\text{cm}^3 = 45,3 \cdot 10^{-6}\text{m}^3\)

    \(T = 22^{\text{o}}\text{C} = 295,15\text{K}\)

    \(n = \frac {m}{M} = \frac {0,04136\text{g}}{24,305\text{g}} = 0,0017017046\text{mol}\)

    \(R = \frac {98650\text{N/m}^2 \cdot 45,3 \cdot 10^{-6}\text{m}^3}{0,0017017046\text{mol} \cdot 295,15\text{K}} =\)
    \(= 8,8893745 \frac {\text{Nm}}{\text{molK}} \approx 8,9\frac {\text{J}}{\text{molK}}\)

    Rätt reaktionsformel/rätt molförhållande \(n_{\text{Mg}}:n_{\text{H}_2}\) – 1p; rätt värde på \(p_{\text{H}_2}\) – 1p; rätt uträkning i övrigt – 1p.

  3. \(n_{\text{Fe}} = \frac {m_{\text{Fe}}}{M_{\text{Fe}}} = \frac {250\text{g}}{55,8\text{g/mol}} = 4,480286738\text{mol}\)

    \(n_{\text{FeCl}_3} = n_{\text{Fe}}\)

    \(m_{\text{FeCl}_3\text{, förväntat}} = n_{\text{FeCl}_3} \cdot m_{\text{FeCl}_3} =\)
    \(= 4,480286738\text{mol} \cdot (55,8 + 35,5)\text{g/mol} = 727,150537\text{g}\)

    \(\text{utbytet} = \frac {m_{\text{FeCl}_3\text{, faktiskt}}}{m_{\text{FeCl}_3\text{, förväntat}}} = \frac {632\text{g}}{727,150537\text{g}} =\)
    \(= 0,8691460 \approx 86,9\%\)

    Rätt förväntad massa – 1p; rätt utbyte – 1p.

  4. \(n_{\text{Fe}_3\text{O}_4} = \frac {m_{\text{Fe}_3\text{O}_4}}{M_{\text{Fe}_3\text{O}_4}} =\)
    \(= \frac {63,8\text{g}}{(55,8 \cdot 3 + 16,0 \cdot 4)\text{g/mol}} = 0,275713051\text{mol}\)

    \(n_{\text{CO}} = \frac {m_{\text{CO}}}{M_{\text{CO}}} = \frac {25,5\text{g}}{(12,0+16,0)\text{g/mol}} = 0,910714286\text{mol}\)

    \(\frac {n_{\text{CO}}}{n_{\text{Fe}_3\text{O}_4}} = \frac {0,910714286\text{mol}}{0,275713051\text{mol}} = 3,3031236 < \frac {4}{1}\)

    Alltså är substansmängden CO begränsande!

    \(\frac {n_{\text{Fe}}}{n_{\text{CO}}} = \frac {3}{4} \Leftrightarrow n_{\text{Fe}} = \frac {3}{4} n_{\text{CO}} = \frac {3}{4} \cdot 0,910714286\text{mol} =\)
    \(= 0,683035714\text{mol}\)

    \(m_{\text{Fe}} = n_{\text{Fe}} \cdot M_{\text{Fe}} = 0,683035714\text{mol} \cdot 55,8\text{g/mol} =\)
    \(= 38,11339286\text{g} \approx 38,1\text{g}\)

    Rätt beräkning av begränsande ämne – 2p; Rätt substansmängd Fe – 1p; Rätt massa Fe – 1p.

    Ej tagit hänsyn alls till begränsande ämne: -3p.

  5. \(\rho = \frac {m}{V} = \frac {nM}{\frac {nRT}{p}} = \frac {pM}{RT}\)
    \(\rho_{\text{N}_2} = \frac {pM_{\text{N}_2}}{RT} =\)
    \(= \frac {151200\text{N/m}^2 \cdot 2 \cdot 14,01\text{g/mol}}{8,314\frac {\text{Nm}}{\text{molK}} \cdot (100 + 273,15)\text{K}} =\)
    \(= 1365,60927\text{g/m}^3 \approx 1,37\text{kg/m}^3\)

    Rätt uttryck för densiteten – 1p; rätt uträkning – 1p.

  6. För att det ska kunna ske en reaktion, måste två molekyler kollidera (1p). De måste dessutom ha tillräckligt stor rörelseenergi för att kollisionen ska leda till en reaktion (1p). Ju högre temperatur en reaktionsblandning har, desto större rörelseenergi har molekylerna (1p), och ju högre rörelseenergi de har, desto större blir sannolikheten per tidsenhet att det sker en reaktion (1p).